નિવસનતંત્ર

પર્યાવરણનાં બધાં સજીવ અને નિર્જીવ પરિબળોના સંકલન(integration)ને પરિણામે ઉદભવતું તંત્ર. કોઈ એક વિસ્તારમાં આવેલા જૈવ સમાજ અને ભૌતિક પર્યાવરણ વચ્ચે આંતરપ્રક્રિયા થતાં તેનો ઉદભવ થાય છે. આ આંતરપ્રક્રિયા દરમિયાન કાર્યશક્તિનું વહન થતાં સ્પષ્ટ પોષી (trophic) બંધારણ રચાય છે; જૈવિક વિભિન્નતા (biodiversity) ઉત્પન્ન થાય છે અને દ્રવ્યચક્ર (material cycle – સજીવ અને નિર્જીવ ઘટકો વચ્ચે થતો વિવિધ દ્રવ્યોનો વિનિમય) ગતિશીલ રહે છે. એક રીતે સમગ્ર પૃથ્વીને એક વિશાળ નિવસનતંત્ર ગણાવી શકાય. આમ છતાં સરળતા માટે તેને વનપ્રદેશ, પર્વત, રણપ્રદેશ, દરિયા જેવાં ખારાં અને મીઠાં જળાશયોરૂપ નાનાં નિવસનતંત્રોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

મીઠાં જળાશયોને તળાવ અને સરોવર જેવાં માનવસર્જિત જળાશયોના પેટાવિભાગોમાં પણ વહેંચવામાં આવે છે. જોકે કાર્યના સંદર્ભે આ નાનાં નિવસનતંત્રો એકબીજાં સાથે સંકળાયેલાં હોય છે અને એક અખંડિત તંત્ર બનાવે છે. નિવસનતંત્રના વિવિધ જૈવિક ઘટકોમાં ખોરાકની બાબતમાં રહેલાં સામ્ય અને વૈષમ્યના તેમજ તેમના પારસ્પરિક ઊર્જાના સંબંધોના અભ્યાસને હવે જીવોર્જાવિજ્ઞાન(bioenergetics)ના અતિનૂતન અભિગમ રૂપે રજૂ કરવામાં આવે છે.

આમ, નિવસનતંત્ર એક એવું ખુલ્લું તંત્ર છે, જેમાં દ્રવ્ય અને ઊર્જાનો સતત પરિવર્તનશીલ અંતર્વાહ (influx) અને ક્ષય (loss) ચાલ્યાં કરે છે. તે પરિસ્થિતિગત સંકલનની સર્વશ્રેષ્ઠ કક્ષાનો નિર્દેશ કરે છે અને ઊર્જાઆધારિત હોય છે. આ કાર્યાત્મક એકમ ઊર્જાનાં રૂપાંતર (transformation) અને સંગ્રહ (accumulation)  પરિભ્રમણ(circulation)ની ક્ષમતા ધરાવે છે.

નિવસનતંત્રની રચના : આ તંત્ર ત્રણ મુખ્ય ઘટકોનું બનેલું હોય છે. 1. જૈવી એકમો ફરતે આવેલી હવા કે પાણીનું બનેલું આવરણ : તે આબોહવા (climate) પૂરી પાડે છે. 2. અધિષ્ઠાન (substratum) : દા. ત., માટી, પથ્થર, તલસ્થ અવસાદ (bottom sediment). અધિષ્ઠાન પર સજૈવ એકમ પ્રસ્થાપિત થયેલું કે લંગરેલું હોય છે. 3. સજૈવ સમાજ : આ સમાજ સૂક્ષ્મ જીવો, પ્રાણી અને વનસ્પતિસૃષ્ટિ એમ ત્રણ સમૂહોનો બનેલો હોય છે.

નિવસનતંત્રનું બંધારણ અને કાર્ય : નિવસનતંત્રનો અભ્યાસ રચના, બંધારણ અને કાર્ય એમ ત્રણ ભાગમાં થાય છે. બંધારણમાં (1) જૈવ સમાજમાંની જાતિઓનો તેમની સંખ્યા, જૈવભાર (biomass), જીવનચક્ર તેમજ વિતરણરીતિ વગેરેનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. (2) તે ઉપરાંત પાણી તેમજ અન્ય ખનિજાદિ પોષક તત્ત્વો જેવાં અજૈવ દ્રવ્યો અને તેમની વિતરણ-રીતિનો અને (3) પ્રકાશ તથા તાપમાન જેવાં પરિબળોની માત્રા કે ઢોળાવ(gradient)ના અભ્યાસનો પણ સમાવેશ થાય છે. કાર્યમાં (1) જૈવિક ઊર્જાના વહનનો એટલે કે જૈવસમાજના ઉત્પાદન અને શ્વસનના દરનો, (2) દ્રવ્યો કે પોષક તત્વોનાં ચક્રોના દરનો અને (3) જૈવ વૈજ્ઞાનિક કે પરિસ્થિતિવિદ્યાકીય નિયમનનો સમાવેશ થાય છે. પરિસ્થિતિવિદ્યાકીય નિયમન એટલે કે પર્યાવરણ દ્વારા સજીવોનું નિયમન (દા. ત., પ્રકાશસામયિકતા – photo-periodism) અને સજીવો દ્વારા પર્યાવરણનું નિયમન (દા. ત., નાઇટ્રૉજનનું સ્થાપન કરતાં બૅક્ટેરિયા).

નિવસનતંત્રનું બંધારણ : તે બે ઘટકોનું બનેલું હોય છે : (1) અજૈવ (નિર્જીવ) ઘટક : તેમાં (i) દ્રવ્યચક્રોમાં ફૉસ્ફરસ, સલ્ફર, નાઇટ્રૉજન, હાઇડ્રૉજન જેવાં અકાર્બનિક સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે. નિશ્ચિત સમયે નિવસનતંત્રમાં રહેલા અકાર્બનિક પદાર્થોના જથ્થાને સ્થિત અવસ્થા (standing state) કે સ્થાયી ગુણવત્તા (standing quality) કહે છે.

(ii) જૈવભાર(biomass)માં અને અધિષ્ઠાનમાં રહેલાં પ્રોટીન, કાર્બોદિતો અને લિપિડ જેવાં કાર્બનિક સંયોજનોનો જથ્થો અને તેમનું વિતરણ પણ અજૈવ ઘટકમાં સમાવવામાં આવે છે.

(iii) તેમાં આપેલા પ્રદેશની આબોહવાનો સમાવેશ થાય છે.

(2) જૈવ સમાજ : તે કોઈ પણ નિવસનતંત્રનું પોષી બંધારણ છે, જેમાં પોષણગત સંબંધોને આધારે સજીવોને નીચે પ્રમાણે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે :

(અ) સ્વપોષી (autotrophic) ઘટક : તેના દ્વારા સૌર ઊર્જાનું સ્થાપન, સરળ અકાર્બનિક પદાર્થોનો ઉપયોગ અને જટિલ કાર્બનિક પોષક તત્વોના નિર્માણની પ્રક્રિયા થાય છે. આ ઘટકમાં પ્રકાશસંશ્લેષી બૅક્ટેરિયા સહિત લીલી વનસ્પતિઓનો સમાવેશ થાય છે. રસાયણી સંશ્લેષણ (chemosynthesis) કરતાં સૂક્ષ્મજીવો પણ કેટલેક અંશે અકાર્બનિક પોષક તત્વોનું નિર્માણ કરે છે. સ્વપોષી ઘટકના આ સભ્યોને ઉત્પાદકો (producers) કહે છે.

(આ) વિષમપોષી (heterotrophic) ઘટક : આ ઘટક દ્વારા જટિલ કાર્બનિક પોષક તત્વોનો ઉપયોગ (utilization), પુનર્ગોઠવણી (rearrangement) અને અપઘટન (decomposition) થાય છે. આ ઘટકમાં સમાવિષ્ટ સજીવોને ઉપભોક્તાઓ (consumers) કહે છે. તે નિર્જીવ અકાર્બનિક પદાર્થોનું કાર્બનિક પોષક તત્વોમાં રૂપાંતર કરી શકતા નથી.

(અ) મહાઉપભોક્તાઓ (macroconsumers) : તેઓ અન્ય સજીવો અથવા તેમનાં અંગોનું ભક્ષણ કરી પોષણ મેળવે છે. સસલું, હરણ, ગાય, ભેંસ, તીડ જેવાં કેટલાંક પ્રાણીઓ પોષણ માટે વનસ્પતિઓ કે તેમનાં અંગો પર સંપૂર્ણપણે આધાર રાખે છે. આવાં વનસ્પતિ-આહારી પ્રાણીઓને પ્રાથમિક ઉપભોક્તાઓ (primary consumers) કહે છે.

વાઘ, સિંહ, વરુ, કીટાહારી પક્ષીઓ અને દેડકાં જેવાં પ્રાણીઓ પ્રાથમિક ઉપભોક્તાઓનું ભક્ષણ કરી પોષણ મેળવે છે. આવાં પ્રાણીઓને દ્વિતીયક ઉપભોક્તાઓ (secondary consumers) કે ભક્ષકો (predators) કહે છે. વનસ્પતિ-આહારી પ્રાણીઓના શરીરમાં પરજીવી તરીકે જીવન પસાર કરનાર કરમિયા (worms) અને યકૃતકૃમિ (liver fluke) જેવાં પ્રાણીઓ પણ દ્વિતીયક ઉપભોક્તાઓ ગણાય છે. ઢોર, વાઘ, શિયાળ જેવાં પ્રાણીઓના માંસનું ભક્ષણ કરનાર ગીધ અને સમડી જેવાં પ્રાણીઓનો સમાવેશ તૃતીયક ઉપભોક્તા તરીકે કરવામાં આવે છે. ચતુર્થ કે અન્ય ઉચ્ચ ક્રમના ઉપભોક્તા પણ અન્ય સજીવો કે મૃત પ્રાણીઓનું ભક્ષણ કરતા હોય છે.

(આ) સૂક્ષ્મ ઉપભોક્તાઓ (microconsumers) અથવા અપઘટકો (decomposers) : ભૂમિમાં કે જલીય અવસાદમાં રહેતા બૅક્ટેરિયા ઍક્ટિનોમાયસેટિસ ફૂગ જેવા સૂક્ષ્મ જીવોનો આ ઘટકમાં સમાવેશ થાય છે. તે મૃત કે જીવંત જીવરસમાં રહેલાં જટિલ કાર્બનિક સંયોજનોનું અપઘટન કરે છે, કેટલીક અપઘટિત નીપજનું શોષણ કરે છે અને પર્યાવરણમાં અકાર્બનિક પોષક તત્વો મુક્ત કરે છે. તેથી આ અકાર્બનિક પોષક તત્વો સ્વપોષી ઘટકને પુન: પ્રાપ્ય બને છે.

કોઈ પણ નિવસનતંત્રના જૈવિક ઘટકને કુદરતની કાર્યાત્મક (functional) સૃષ્ટિ ગણવામાં આવે છે; કારણ કે તે પોષણ અને ઊર્જાના સ્રોતના પ્રકાર પર અવલંબિત હોય છે. ઉત્પાદકો અને ઉપભોક્તા વચ્ચે રહેલા આંતરસંબંધોની ચોક્કસ ગોઠવણને નિવસનતંત્રનું પોષી બંધારણ કહે છે. પોષણની પ્રત્યેક કક્ષાને પોષી-કક્ષા (trophic level) કહે છે. વિવિધ પોષી-કક્ષાઓમાં કે ઘટક વસ્તી(component population)માં રહેલા જીવંત દ્રવ્યના જથ્થાને સ્થિતસસ્ય (standing crop) કહે છે. તે (1) સજીવોની સંખ્યા/એકમ ક્ષેત્રફળ (2) જૈવભાર/એકમ ક્ષેત્રફળમાં મપાય છે. જૈવભાર જીવંત સજીવોનાં વજન, શુષ્ક વજન, ભસ્મમુક્ત (ash free) વજન કે કાર્બન વજન અથવા કૅલરીમાં માપવામાં આવે છે.

પરિસ્થિતિગત પિરામિડ : નિવસનતંત્રનાં રેખીય રીતે ગોઠવાયેલાં વિવિધ જૈવિક ઘટકોના ચયાપચયિક સંબંધો અને પોષણકડીની આંતરપ્રક્રિયા કોઈ પણ નિવસનતંત્રની ખાસ વિશિષ્ટતા હોય છે. વિવિધ પોષી-કક્ષાઓના

પોષી-બંધારણ અને કાર્યનું ક્રમબદ્ધ રીતે પરિસ્થિતિગત પિરામિડમાં આલેખન કરવામાં આવે છે. આ પિરામિડમાં પ્રથમ સોપાનમાં સૌર ઊર્જાની ગ્રાહક લીલી વનસ્પતિઓરૂપ ઉત્પાદકોનો સમાવેશ કરવામાં આવે છે. બીજા સોપાનમાં વનસ્પતિઆહારી પ્રાણીઓ અને ત્રીજા સોપાનમાં માંસાહારી પ્રાણીઓને મૂકવામાં આવે છે. પિરામિડમાં ત્રણ કે તેથી વધારે સોપાન હોય છે અને વિવિધ કક્ષાઓ પાર્શ્વીય સંબંધો ધરાવે છે.

પરિસ્થતિગત પિરામિડના ત્રણ પ્રકાર છે : (1) સંખ્યાના પિરામિડ, (2) જૈવભારના પિરામિડ, (3) ઊર્જાના પિરામિડ.

(1) સંખ્યાના પિરામિડ : ચાર્લ્સ એલ્ટન (1927) દ્વારા સંખ્યાના પિરામિડની સૌપ્રથમ વાર માહિતી આપવામાં આવી હતી. આ પ્રકારના પિરામિડમાં વિવિધ પોષી-કક્ષાઓમાં રહેલી વસ્તીની ગીચતાને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. આ પિરામિડમાં નીચેથી ઉપરની તરફ જતાં પ્રત્યેક પોષી-કક્ષાએ સજીવોની સંખ્યામાં ક્રમિક ઘટાડો થાય છે; તેથી સંખ્યાના પિરામિડ સામાન્યત: સીધા (upright) હોય છે; દા. ત., જળાશય અને તૃણભૂમિના પિરામિડ.

વનના નિવસનતંત્રના સંખ્યાકીય પિરામિડનો આકાર જુદો જ હોય છે. ઉત્પાદકો મુખ્યત્વે મોટાં વૃક્ષો હોય છે અને તેમની સંખ્યા ઓછી હોય છે. હરણ, હાથી અને ફળાહારી પક્ષીઓ જેવા પ્રાથમિક ઉપભોક્તાઓની સંખ્યા વધારે હોય છે. ત્યારપછી વરુ, સાપ, કાચિંડા જેવા દ્વિતીયક ઉપભોક્તાઓ અને ચિત્તા, દીપડા કે સિંહ જેવા તૃતીયક ઉપભોક્તાઓની સંખ્યા ક્રમશ: ઘટતી જાય છે. આમ, સંખ્યાનો પિરામિડ ફરી પાછો સીધો બને છે.

પરોપજીવી પોષણકડીમાં પિરામિડ હંમેશાં ઊલટો (inverted) હોય છે; કારણ કે એક જ વૃક્ષ ઘણા પ્રાથમિક ઉપભોક્તાઓને આધાર આપે છે અને પ્રત્યેક પ્રાથમિક ઉપભોક્તા ઘણા પરોપજીવીઓને પોષણ પૂરું પાડે છે. આ પરોપજીવીઓ પર નિર્ભર અસંખ્ય ઉચ્ચ પરોપજીવીઓ પણ હોય છે. આમ, આ પિરામિડમાં નીચેથી ઉપરની તરફ જતાં સજીવોની સંખ્યા ક્રમશ: વધતી જાય છે.

ખરેખર તો સંખ્યાના પિરામિડ પોષણ-કડીનું સાચું ચિત્ર આપતા નથી; કારણ કે તે સજીવોનાં ‘ભૌમિતિક’, ‘પોષણકડી’ અને ‘કદ’નાં પરિબળોની સાપેક્ષ અસર દર્શાવતા નથી. તે એક જ પર્યાવરણમાં આવેલી વિવિધ પ્રકારની પોષણકડી અને તેના વિવિધ જૈવ સમાજો માટે સામાન્યત: બદલાય છે.

(2) જૈવભારના પિરામિડ : સંખ્યાના પિરામિડ કરતાં તે વધારે પ્રમાણભૂત હોય છે; કારણ કે તે ભૌમિતિક પરિબળને બદલે હાજર સજીવોના માત્રાત્મક (quantitative) સંબંધો દર્શાવે છે. વિવિધ પ્રકારના નિવસનતંત્રના જૈવભારના પિરામિડ આકૃતિ 6માં દર્શાવેલા છે.

તૃણભૂમિ અને વનના જૈવભાર પિરામિડ સીધા હોય છે, કેમ કે ઉત્પાદકોની ભૂમિકાથી માંસાહારીઓની ભૂમિકા તરફ જતાં પ્રત્યેક કક્ષાએ જૈવભારમાં ક્રમશ: ઘટાડો થતો જાય છે; પરંતુ તળાવમાં ઉત્પાદકો નાના સજીવો હોવાના કારણે તેમનો જૈવભાર સૌથી ઓછો હોય છે અને તેનું મૂલ્ય પિરામિડની ટોચ તરફ જતાં ક્રમશ: વધતું હોવાથી પિરામિડનો આકાર તૃણભૂમિ ને વનના જૈવભારથી ઊલટો હોય છે.

(3) ઊર્જાના પિરામિડ : ત્રણેય પ્રકારના પરિસ્થિતિકીય પિરામિડ પૈકી ઊર્જા પિરામિડ નિવસનતંત્રની પ્રકૃતિનું સૌથી વિશેષ પ્રમાણભૂત ચિત્ર આપે છે. કોઈ પણ નિવસનતંત્રમાં ઉત્પાદકોથી માંસાહારીઓ તરફ જતાં પ્રત્યેક કક્ષાએ ઊર્જામાં ઘટાડો થાય છે. તેથી આ પિરામિડ હંમેશાં સીધા હોય છે.

નિવસનતંત્રના કાર્યાત્મક અભિગમ : નિવસનતંત્રના જૈવ અને અજૈવ ઘટકો કુદરતમાં પરસ્પર એવા તો ગૂંથાયેલા હોય છે કે તેમને અલગ કરવા અત્યંત મુશ્કેલ હોય છે. આ. 8માં નિવસનતંત્રમાં દ્રવ્યો અને ઊર્જાનું વહન સાદા નમૂના દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું છે.

નિવસનતંત્રના વિવિધ ઘટકો જૈવ ભૂરાસાયણિક ચક્રો પર અધ્યારોપિત થાય છે. દ્રવ્યનું ભ્રમણ ચક્રીય રીતે અને ઊર્જાનું વહન અચક્રીય (એકદિશીય) રીતે થાય છે.

લીલી વનસ્પતિઓ જેવા ઉત્પાદકો ભૂમિ અને હવાના પર્યાવરણમાંથી લેવાયેલાં પોષક તત્વો(કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ઑક્સિજન, નાઇટ્રોજન, ફૉસ્ફરસ, પોટૅશિયમ, કૅલ્શિયમ, મૅગ્નેશિયમ, ઝિંક, ફૅરસ વગેરેનાં સંયોજનો)ની મદદથી વિકીર્ણ (radiant) ઊર્જાને સ્થાપિત કરે છે અને જટિલ કાર્બનિક દ્રવ્ય (કાર્બોદિતો, લિપિડ, પ્રોટીન, ન્યૂક્લિઇક ઍસિડ)નું નિર્માણ કરે છે. કેટલાક પરિસ્થિતિવિજ્ઞાનીઓ લીલી વનસ્પતિઓને પરિવર્તકો (converters) કે પારક્રમકો (transducers) કહે છે. ઊર્જાનું વહન અને ખનિજનું ચક્રણ (mineral cycling) આ બે પરિસ્થિતિવિદ્યાગત પ્રક્રિયાઓ દ્વારા ભૌતિક-રાસાયણિક પર્યાવરણ અને જૈવ સમાજો વચ્ચે આંતર-પ્રક્રિયા થાય છે. તે નિવસનતંત્રના ગતિવિજ્ઞાનનું હાર્દ છે. આકૃતિ 8માં આપેલ નમૂના મુજબ, સૂર્યથી અપઘટકો તરફ ઊર્જાનું વહન અચક્રીય (non-cyclic) કે એકદિશીય (unidirectional) થાય છે. ખનિજ તત્વોનું વહન ચક્રીય રીતે થાય છે. ખનિજ તત્વોનું ચક્રણ વિવિધ જૈવ ભૂરાસાયણિક (biogeochmical) ચક્રો દ્વારા પરિપૂર્ણ બને છે. તે નિવસનતંત્રના જૈવિક ઘટકમાં થતા એકદિશીય ઊર્જાના વહન પર અધ્યારોપિત (superimposed) થાય છે.

નિવસનતંત્રની ઉત્પાદકતા (productivity) : એકમ સમયમાં એકત્રિત થયેલા કાર્બનિક દ્રવ્યના જથ્થાને નિવસનતંત્રની ઉત્પાદકતા કહે છે. તેના પ્રકારો નીચે પ્રમાણે છે :

(1) પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા (primary productivity) : તે ઉત્પાદકો સાથે સંબંધિત હોય છે. ઉત્પાદકોમાં મોટાભાગના પ્રકાશસંશ્લેષી સજીવો અને ખૂબ ઓછા પ્રમાણમાં રસાયણસંશ્લેષી સૂક્ષ્મ જીવો છે. પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા એટલે ઉત્પાદકોની પ્રકાશસંશ્લેષી અને રસાયણસંશ્લેષી પ્રક્રિયાઓ દ્વારા સંચય પામતી વિકીર્ણ ઊર્જાનો દર. તેના બે પ્રકાર છે :

(અ) કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા (gross primary productivity) : શ્વસનમાં વપરાતા કાર્બનિક દ્રવ્ય સહિત પ્રકાશસંશ્લેષણના કુલ દરને કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા કહે છે. કેટલીક વાર તેને કુલ પ્રકાશસંશ્લેષણ (total photosynthesis) કે કુલ સ્વાંગીકરણ (total assimilation) કહે છે. તેનો આધાર ક્લૉરૉફિલ/ગ્રામ શુષ્ક વજન/એકમ ક્ષેત્રફળ અથવા સ્થાપિત CO₂ નો જથ્થો/ગ્રામ ક્લૉરૉફિલ/કલાકમાં માપવામાં આવે છે.

(આ) ચોખ્ખી ઉત્પાદકતા (net primary productivity) : શ્વસન અને અન્ય જૈવિક પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન વપરાતી ઊર્જા(કાર્બનિક દ્રવ્ય)ના જથ્થાને કુલ પ્રાથમિક ઉત્પદકતામાંથી બાદ કરતાં સંચય પામતી ઊર્જાના જથ્થાને ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા કહે છે. આમ, તે જૈવભારમાં થતો વધારાનો દર છે અને તેને સ્પષ્ટ (apparent) પ્રકાશસંશ્લેષણ કે ચોખ્ખું સ્વાંગીકરણ (net assimilation) કહે છે. તે અન્ય પોષી-કક્ષાએ ઉપયોગી બને છે.

(2) દ્વિતીયક ઉત્પાદકતા (secondary productivity) : ઉપભોક્તાની કક્ષાએ થતા ઊર્જાના સંગ્રહના દરને દ્વિતીયક ઉત્પાદકતા કહે છે. ઉપભોક્તાઓ પોષક દ્રવ્યોનો  ઉપયોગ માત્ર શ્વસનમાં કરે છે અને પોષક દ્રવ્યોનું વિવિધ પેશીઓમાં રૂપાંતર કરે છે. તેથી દ્વિતીયક ઉત્પાદકતાને ‘કુલ’ અને ‘ચોખ્ખી’ દ્વિતીયક ઉત્પાદકતામાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવતી નથી. ઇ. પી. ઓડમ (1971) જેવા પરિસ્થિતિવિજ્ઞાનીઓ આ કક્ષાએ ‘ઉત્પાદકતા’ને બદલે ‘સ્વાંગીકરણ’ શબ્દ પ્રયોજે છે. દ્વિતીયક ઉત્પાદકતા ખરેખર તો ગતિશીલ (mobile) રહે છે અને પ્રાથમિક ઉત્પાદકતાની જેમ સજીવના દેહમાં રહેતી નથી.

સારણી 1 : કેટલાંક નિવસનતંત્રમાં વાર્ષિક ઉત્પાદન અને શ્વસન (કિલો કૅલરી/મી²/વર્ષ)

	રજકોનું ખેતર • (યુ.એસ.એ.)	તરુણ પાઇનની કૃષિ + (ઇંગ્લૅન્ડ)	ઓક અને પાઇનનું વન≠  (ન્યૂયૉર્ક)	સિલ્વર સ્પ્રિંગ * (ફ્લૉરિડા)	પરિપક્વ વર્ષાવન ** (પ્યુએર્ટોરીકો)
કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદન (GPP)	24400	12200	11500	20800	45000
સ્વપોષી શ્વસન (RA)	9200	4700	6400	12000	32000
ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા (NPP)	15200	7500	5000	8800	13000
વિષમપોષી શ્વસન (RM)	800	4600	3000	6800	13000
ચોખ્ખી સામુદાયિક ઉત્પાદકતા (NCP)	14400	2900	2000	2000	ખૂબ અલ્પ અથવા શૂન્ય
ગુણોત્તર NPP/GPP (%)	62.3	61.5	43.5	42.3	28.9
ગુણોત્તર NCP/GPP (%)	59.0	23.8	17.4	9.6	0

[થૉમસ અને હિલ (1949); + ઓવિંગ્ટન (1961); દ બુડવેલ અને વ્હિટ્ટેકર (1968); * એચ. ટી. ઓડમ (1957); ** એચ. ટી. ઓડમ અને પિજિયન (1970)].

(3) ચોખ્ખી સામુદાયિક ઉત્પાદકતા (net community productivity) : તે વિષમપોષીઓ (ઉપભોક્તાઓ) દ્વારા ઉપયોગમાં નહિ લેવાયેલ કાર્બનિક દ્રવ્યના સંગ્રહનો દર છે. એટલે કે એકમ સમયમાં ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતાને વિષમપોષીઓ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા કાર્બનિક દ્રવ્યને બાદ કરતાં ચોખ્ખી સામુદાયિક ઉત્પાદકતા મળે છે. તે કિલોકૅલરી/ મીટર²/દિવસ અથવા માસ અથવા વર્ષમાં માપવામાં આવે છે.

નિવસનતંત્રમાં પોષણકડીઓ (food-chains) : વિવિધ પોષી કક્ષાઓનાં સજીવો વચ્ચે પોષણને અનુલક્ષીને જોવા મળતા ક્રમબદ્ધ આંતર-અવલંબનને પોષણકડી કહે છે. ઉત્પાદકો, પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન સૂર્યની વિકીર્ણ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરી તેને NADPH અને ATP જેવાં ઉચ્ચ કાર્યશક્તિક જૈવી એકમોમાં રાસાયણિક સ્વરૂપ  ATP(adinosine tri phosphate)માં ફેરવે છે. આમ, કોઈ પણ પોષણકડીમાં લીલી વનસ્પતિઓને પ્રથમ પોષી-કક્ષામાં મૂકવામાં આવે છે. તેમને પ્રાથમિક ઉત્પાદકો કહે છે. વનસ્પતિ-આહારીઓ લીલી વનસ્પતિએ બનાવેલ આ ખોરાકના સ્વરૂપમાં સંચિત થયેલી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. તેમને પ્રાથમિક ઉપભોક્તાઓ કહે છે. તેઓ પોષણકડીની દ્વિતીય પોષી-કક્ષા બનાવે છે. વનસ્પતિ-આહારીઓનું ભક્ષણ કરતાં માંસાહારી પ્રાણીઓ તૃતીય પોષી-કક્ષાનું નિર્માણ કરે છે. તેમને દ્વિતીયક ઉપભોક્તા કહે છે. કેટલીક વાર દ્વિતીયક ઉપભોક્તાઓનું ભક્ષણ અન્ય માંસાહારીઓ દ્વારા થાય છે. તેમને દ્વિતીયક ઉપભોક્તા કહે છે અને તેઓ ચોથી પોષી-કક્ષા બનાવે છે. પોષણકડીની નીચલી કક્ષાએ કેટલાંક પ્રાણીઓ સર્વાહારી (omnivorous) હોય છે, જે ઉત્પાદકો અને વનસ્પતિ-આહારીઓ કે માંસાહારીઓનું ભક્ષણ કરે છે. આવાં સજીવો પોષણકડીમાં એક કરતાં વધારે પોષી-કક્ષાઓમાં સ્થાન ધરાવે છે; દા. ત., કેટલાંક પક્ષીઓ ફળની ઋતુમાં સીધાં વનસ્પતિઓ પર પોષણ માટે આધારિત હોય છે. ફળની માત્રામાં, ઘટાડો થતાં હવે તેઓ કીટકો જેવાં પ્રાણીઓ પર પોષણ માટે નિર્ભર રહે છે. નિવસનતંત્રના સજીવોનું આ પોષણની દૃષ્ટિએ કરવામાં આવેલું વર્ગીકરણ તેના એક કાર્યનો નિર્દેશ કરે છે. વર્ગીકરણવિદ્યાની દૃષ્ટિએ તદ્દન અસંબંધિત જાતિઓ એક જ પોષી-કક્ષામાં હોય છે; દા. ત., ટાઇફા, નિમ્ફીઆ, કારા, વૉલવૉક્સ, નૉસ્ટોક અને પ્રકાશ-સંશ્લેષી બૅક્ટેરિયા જેવા સજીવોને ઉત્પાદકોની એક જ પોષી-કક્ષામાં મૂકવામાં આવે છે. કોઈ પણ પોષણકડીમાં ઊર્જાનું વહન ક્રમશ: પ્રાથમિક ઉત્પાદકોમાંથી દ્વિતીયક ઉપભોક્તાઓમાં અને દ્વિતીયક ઉપભોક્તાઓમાંથી તૃતીયક ઉપભોક્તાઓમાં થાય છે.

કુદરતમાં સામાન્ય રીતે બે પ્રકારની પોષણકડીઓ જોવા મળે છે :

(1) વનસ્પતિજન્ય (grazing) પોષણકડી : આ પ્રકારની પોષણકડી લીલી જીવંત વનસ્પતિઓથી શરૂ થાય છે અને ચરનારાં વનસ્પતિઆહારીઓ(જે જીવંત વનસ્પતિ દ્રવ્યોમાંથી ખોરાક મેળવે છે.)માં થઈને માંસાહારીઓ તરફ જાય છે. આ પ્રકારની પોષણકડી ધરાવતાં નિવસનતંત્રો સૌર ઊર્જાના અંતર્વાહ પર સીધેસીધાં અવલંબિત હોય છે. કુદરતમાં મોટાભાગનાં નિવસનતંત્રોમાં આ પ્રકારની પોષણકડીઓ હોય છે અને ઊર્જાના સંદર્ભમાં તે અત્યંત મહત્વની હોય છે; દા. ત., તળાવની પોષણકડી અને તૃણભૂમિની પોષણકડી.

(2) નિક્ષેપ (detritus = અપરદ) પોષણકડી : આ પ્રકારની પોષણકડી મૃત દ્રવ્યમાંથી સૂક્ષ્મ જીવો અને પછી નિક્ષેપ-આહારી (detrivora) અને અંતે તેમના ભક્ષકોમાંથી પસાર થાય છે. આ પ્રકારનાં નિવસનતંત્રો સૌર ઊર્જા પર ઓછા પ્રમાણમાં આધાર રાખે છે. તે મુખ્યત્વે બીજા નિવસનતંત્ર દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલાં કાર્બનિક દ્રવ્યોના અંતર્વાહ પર આધારિત હોય છે. હિઆલ્ડ (1969) અને ડબલ્યુ ઇ. ઓડમે (1970) દક્ષિણ ફ્લોરિડાના દરિયાકિનારે થતા લાલ સુંદરી વૃક્ષ(Rhizophora mangle)નાં પર્ણો પર અવલંબિત નિક્ષેપ પોષણકડીનું વર્ણન કર્યું છે.

હૂંફાળાં અને છીછરાં પાણીમાં આ વનસ્પતિનાં પર્ણો પડતાં પહેલાં તેનું 5.0 % જેટલું પર્ણદ્રવ્ય વનસ્પતિ-આહારી કીટકો ખાય છે. પર્ણોના પડેલા આ ટુકડાઓનું બૅક્ટેરિયા, ફૂગ અને પ્રજીવો જેવાં મૃતોપજીવીઓ દ્વારા અવઘટન થાય છે અને તે વનસ્પતિપ્લવકો તેમજ નિતલસ્થ (benthic) લીલ વચ્ચે એકત્રિત થાય છે. કરચલા, અરિત્રપાદ (copepods), કીટકોની ઇયળો, ઝિંગા (shrimps), સૂત્ર-કૃમિઓ, ઉભયપાદ (amphipod) અને મૃદુકાય જેવા સજીવો દ્વારા તેમનું ભક્ષણ અને પુનર્ભક્ષણ થાય છે. આવાં સજીવોને મલજીવી (coprophagous) કે નિક્ષેપ-આહારી કહે છે. તેમની જાતિઓની સંખ્યા ઓછી હોવા છતાં તે પ્રત્યેકની વસ્તી પુષ્કળ પ્રમાણમાં હોય છે. તેઓ વાહકપેશીધારી વનસ્પતિના નિક્ષેપનું પુષ્કળ પ્રમાણમાં ભક્ષણ કરે છે. આ પ્રાણીઓને નાનાં માંસાહારીઓ ખાય છે. તેમનું ભક્ષણ મોટી માછલીઓ અને માછલી ખાતાં પક્ષીઓ દ્વારા થાય છે. તેમને દ્વિતીયક ઉપભોક્તા કહે છે. આ પ્રકારની પોષણકડી મત્સ્યઉદ્યોગમાં મહત્વનો ફાળો આપે છે. ખરેખર તો નિક્ષેપ પોષણકડી અન્ય નિવસનતંત્રનું માત્ર એક ઉપઘટક જ છે અને કુદરતમાં એક જ નિવસનતંત્રમાં આવેલી આ બંને પ્રકારની પોષણકડીઓ પરસ્પર જોડાયેલી હોય છે.

પોષણજાળ (food-web) : એક જ નિવસનતંત્રમાં જુદી જુદી પોષણકડીઓ સ્વતંત્રપણે કાર્ય કરતી નથી, પરંતુ તેમની પોષી-કક્ષાઓના સજીવો આંતર-અવલંબન ધરાવતા હોવાથી એક પ્રકારની અંતર્ગ્રથિત (interlocking) ભાત (pattern) બનાવે છે અને જાળ જેવું સ્વરૂપ ધારણ કરે છે. તેને પોષણજાળ કહે છે. કુદરતમાં પોષણકડીઓની રેખીય ગોઠવણ ભાગ્યે જ જોવા મળે છે. જુદી જુદી પોષી-કક્ષાએ વિવિધ પ્રકારના સજીવો એકબીજા સાથે આંતરસંબંધો ધરાવતા હોય છે; દા. ત., તૃણભૂમિના નિવસનતંત્રમાં સસલાની ગેરહાજરીમાં ઉંદર દ્વારા ઘાસ ખવાય છે. આ ઉંદરનું બાજ સીધેસીધું ભક્ષણ કરે છે અથવા તેનું પહેલાં સાપ દ્વારા ભક્ષણ થાય છે અને પછી બાજ સાપનું ભક્ષણ કરે છે.

આમ, કુદરતમાં વિકલ્પો હોવાને લીધે પોષણજાળ બને છે. તળાવના નિવસનતંત્રની પોષણજાળ આકૃતિ 11માં દર્શાવવામાં આવી છે.

નિવસનતંત્રમાં રહેલા સજીવોની વિભિન્નતાઓ અને તેમાં ઉપભોક્તાઓનાં જુદાં જુદાં સ્થાનોએ જોવા મળતા વિકલ્પો પર કોઈ પણ પોષણજાળની જટિલતા અને સ્વરૂપનો આધાર રહેલો છે. પોષણને આધારે જોવા મળતી સજીવોની વિભિન્નતાઓ પોષણકડીની લંબાઈ નક્કી કરે છે. નિવસનતંત્રનાં વિવિધ સ્થાનોએ ઉપભોક્તાઓના વધારે વિકલ્પો હોય તો વધારે અંતર્ગ્રથિત ભાત ઉત્પન્ન થાય છે; દા. ત., ઊંડા દરિયામાં સજીવોની વિભિન્નતાઓ અને વિકલ્પો પુષ્કળ હોવાથી તેની પોષણજાળ ખૂબ જટિલ હોય છે.

કુદરતમાં નિવસનતંત્રનું સ્થાયિત્વ જાળવવામાં પોષણજાળ અત્યંત મહત્વની ગણાય છે; ઉ. ત., હરણ જેવા મોટા તૃણાહારીની વસ્તીમાં ઘટાડો થતાં બીજા વૈકલ્પિક વનસ્પતિ-આહારીની (દા. ત., ઉંદરની) વસ્તી વધે છે અને સસલાંને પસંદગી આપતાં માંસાહારીની વસ્તીમાં ઘટાડો થાય છે. ઉપરાંત બધા જ સજીવોના અસ્તિત્વની જાળવણી માટે નિવસનતંત્ર સમતુલિત હોવું આવશ્યક છે. કુદરતમાં પ્રાથમિક ઉપભોક્તાઓ ન હોય તો ઉત્પાદકોના અતિશય ભરાવા (overgrowing) અને સ્પર્ધાને કારણે તે નાશ પામે છે. આમ, નિવસનતંત્રમાં રહેલી પ્રત્યેક સજીવ જાતિ કુદરતના એક પ્રકારના નિયંત્રણ હેઠળ હોવાથી નિવસનતંત્રની સમતુલા જળવાય છે.

નિવસનતંત્રમાં ઊર્જાપ્રવાહ (energy-flow) : પરિસ્થિતિવિદ્યાકીય ઊર્જાવિજ્ઞાનમાં (1) નિવસનતંત્ર સુધી સૌર ઊર્જાનો પહોંચતો જથ્થો, (2) લીલી વનસ્પતિઓ દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન ઉપયોગમાં લેવાતી ઊર્જાનો જથ્થો અને (3) ઉત્પાદકો તરફથી ઉપભોક્તાઓ તરફ વહન પામતી ઊર્જાનો જથ્થો અને તેના પથનો સમાવેશ થાય છે.

કુલ સૌર વિકિરણનો  જેટલો અત્યંત અલ્પ જથ્થો પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશે છે. આ વિકિરણ તરંગ સ્વરૂપે અવકાશમાં વહે છે અને તેની તંરગલંબાઈ 0.03A° (ઍંગસ્ટ્રોમ)થી કેટલાક કિમી. જેટલી હોય છે. મોટાભાગનું વિકિરણ અવકાશમાં વીખરાઈ જાય છે. 300 મિ.મા. (મિલિ માઇક્રૉન)થી 10.0 મા. (માઇક્રોન) અને 1.0 સેમી.થી વધારે તરંગલંબાઈ ધરાવતું વિકિરણ (રેડિયોતરંગો) પૃથ્વીના બાહ્ય વાતાવરણમાં (લગભગ 28.0 કિમી.ની ઊંચાઈએ) પ્રવેશે છે. પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચતી ઊર્જા દૃશ્યમાન પ્રકાશ (390 મી.મા.થી 760 મિ.મા.) અને અવરક્ત (infra-red) ઘટક છે. સ્વચ્છ દિવસે પૃથ્વીની સપાટીએ પહોંચતી વિકીર્ણ ઊર્જા પૈકી લગભગ 10 % પારજાંબલી કિરણો, 45 % દૃશ્યમાન પ્રકાશ અને 45 % અવરક્ત કિરણો હોય છે. લીલી વનસ્પતિઓ વાદળી (400થી 500 મિ.મા.) અને લાલ કિરણો (600થી 700 મિ.મા.) પુષ્કળ પ્રમાણમાં શોષે છે.

પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પહોંચતી સૌર ઊર્જા પૈકી 34 %નું પરાવર્તન થાય છે; 10 % ઓઝોન પડ, પાણીની બાષ્પ અને અન્ય વાયુઓ દ્વારા શોષાય છે અને 56 % પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચે છે.

પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચતી આ સૌર ઊર્જાનો અતિ અલ્પ ભાગ લીલી વનસ્પતિઓ દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. બાકીની ઊર્જાનું ભૂમિ, પાણી અને વનસ્પતિઓ દ્વારા શોષણ થાય છે. ખરેખર તો પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશતી ઊર્જાનો 0.02 % જેટલો જ જથ્થો પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં વપરાય છે.

નિવસનતંત્રમાં ઊર્જાના એકદિશીય પ્રવાહને લીધે જોવા મળતા ઊર્જાના વલણને ઊર્જાપ્રવાહ કહે છે. ઊર્જાવિજ્ઞાનના સંદર્ભમાં નિવસનતંત્ર માટે (1) ઉત્પાદકોની સૌર ઊર્જા શોષવાની અને તેનું રૂપાંતર કરવાની ક્ષમતા, (2) ઉપભોક્તાઓ દ્વારા આ રૂપાંતર પામેલી રાસાયણિક ઊર્જાનો ઉપયોગ, (3) ખોરાકના સ્વરૂપમાં ગ્રહાયેલી કુલ શક્તિ અને તેની સ્વાંગીકરણની ક્ષમતા, (4) શ્વસન, ઉત્સર્જન અને ઉષ્મા સ્વરૂપે થતો ઊર્જાનો વ્યય અને (5) કુલ ચોખ્ખું ઉત્પાદન સમજવાં જરૂરી છે.

એક-ચૅનલ ઊર્જા નમૂનો (single channel energy model) : આકૃતિ 12 અને આકૃતિ 13માં દર્શાવેલ ઊર્જાપ્રવાહનાં રેખાચિત્રો દ્વારા પોષણકડીનો સિદ્ધાંત અને ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના બંને નિયમોની કાર્યપદ્ધતિ વધારે સારી રીતે સમજી શકાય છે.

આકૃતિ 12માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે પૃથ્વીની સપાટી પર આવતા કુલ સૌર વિકિરણ 118,872 ગ્રામ કૅલરી/ સેમી.²/વર્ષ પૈકી 118,761 ગ્રામ કૅલરી/સેમી.²/વર્ષ ઊર્જાનો ઉપયોગ થતો નથી. આમ કુલ ઉત્પાદન (ચોખ્ખું ઉત્પાદન + શ્વસન) 111 ગ્રામ કૅલરી/સેમી.²/વર્ષ જેટલું થાય છે. આ ઊર્જા-ગ્રહણની ક્ષમતા 0.1 % જેટલી છે. તેની 21 % (23 ગ્રામ કૅલરી/સેમી.²/વર્ષ) ઊર્જા સ્વપોષીઓની વૃદ્ધિ, વિકાસ, જાળવણી અને પ્રજનન માટેની ચયાપચયિક પ્રક્રિયાઓમાં વપરાય છે. ચોખ્ખા સ્વપોષી ઉત્પાદનના 17 % (15 ગ્રામ કૅલરી/સેમી.²/વર્ષ) જેટલી ઊર્જા વનસ્પતિ-આહારીઓને પ્રાપ્ત થાય છે. ચોખ્ખા ઉત્પાદનના 3.4 % (3 ગ્રામ કૅલરી/સે.મી.²/વર્ષ) જેટલું અવઘટન થાય છે. બાકીનું વનસ્પતિ-દ્રવ્ય (70 ગ્રામ કૅલરી/સેમી.²/વર્ષ) ચોખ્ખા ઉત્પાદનના 79.5 % છે; જેનો ઉપયોગ થતો નથી; પરંતુ તે એકત્રિત થતા અવસાદ(sediment)નો એક ભાગ બને છે. એટલે કે વનસ્પતિ-આહારીઓ જેટલી ઊર્જા ગ્રહણ કરે છે તેની તુલનામાં ઘણી ઊર્જા પ્રાપ્ય હોય છે. અવઘટન, વનસ્પતિ-આહારીઓએ ઉપયોગમાં લીધેલી ઊર્જા અને ઉપયોગમાં નહિ લેવાયેલી ઊર્જા મળીને ચોખ્ખું ઉત્પાદન બને છે.

વનસ્પતિઆહારી કક્ષાએ પ્રવેશતી ઊર્જા પૈકી 4.5 ગ્રામ કૅલરી/સેમી.²/વર્ષ અથવા 30 % જેટલી ઊર્જાનો ચયાપચયમાં ઉપયોગ થાય છે. આમ, સ્વપોષીઓ કરતાં વનસ્પતિ-આહારીઓ દ્વારા શ્વસન દરમિયાન થતો વ્યય ઘણો વધારે હોય છે. માંસાહારીઓને 10.5 ગ્રામ કૅલરી/સેમી.²/વર્ષ અથવા 70 % ઊર્જા પ્રાપ્ય હોવા છતાં 3.0 ગ્રામ કૅલરી/સેમી.²/વર્ષ અથવા 28.6 % જેટલી ઊર્જાનો તેઓ ઉપયોગ કરે છે. અહીં ઊર્જાના સ્રોતનો સ્વપોષી તરફથી વનસ્પતિઆહારીઓ તરફ ઊર્જાના વહનના પ્રમાણમાં વધારે ક્ષમતાપૂર્વક ઉપયોગ થાય છે. માંસાહારી કક્ષાએ ગ્રહણ પામેલી ઊર્જાના 60 % જેટલી ઊર્જાનો વિવિધ ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓમાં ઉપયોગ થાય છે અને બાકીની ઊર્જા અવસાદમાં ફેરવાય છે. અવઘટન પામતી ઊર્જા પણ ખૂબ ઓછી હોય છે.

આકૃતિ 12 પરથી બે બાબતો સ્પષ્ટ બને છે : એક, ઊર્જાપ્રવાહનું વહન એકદિશીય રીતે થાય છે. સ્વપોષી દ્વારા ગ્રહણ થયેલી ઊર્જા પાછી સૌર ઊર્જામાં ભળતી નથી. વનસ્પતિ-આહારીઓમાં પ્રવેશેલી ઊર્જા સ્વપોષીઓમાં પાછી ફરતી નથી. આમ, જેમ તે વિવિધ પોષી-કક્ષાઓમાં આગળ ધપે છે, તેમ તેની પુરોગામી પોષી-કક્ષા માટે ફરી પ્રાપ્ય બનતી નથી. તેથી નિવસનતંત્રમાં થતો ઊર્જાપ્રવાહ એકદિશીય હોય છે. ઉપરાંત, જો કોઈ કારણસર સૌર ઊર્જા પ્રાપ્ય ન બને તો નિવસનતંત્ર તૂટી પડે. બીજું, પ્રત્યેક પોષી-કક્ષાએ ઊર્જાના સંદર્ભમાં ઉત્તરોત્તર (progressive) ઘટાડો થાય છે; જે ચયાપચયમાં ઉષ્માસ્વરૂપે વ્યય થતી ઊર્જા અને ઉપયોગમાં નહિ લેવાયેલી ઊર્જા દ્વારા સ્પષ્ટ થાય છે.

આકૃતિ 13માં ‘પેટી’ પોષી-કક્ષાઓ અને ‘નળી’ પ્રત્યેક કક્ષાએ ઊર્જાપ્રવાહની થતી આયાત (import) અને નિર્યાત (export) સૂચવે છે. પ્રત્યેક પોષી-કક્ષાએ અંતર્વાહ (inflow) પામતી ઊર્જા અને બહિર્વાહ (outflow) પામતી ઊર્જા ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના પ્રથમ નિયમ મુજબ અચળ રહે છે અને બીજા નિયમ મુજબ ઊર્જાના રૂપાંતર-સમયે શ્વસન જેવી ચયાપચયની પ્રક્રિયા દરમિયાન અપ્રાપ્ય ઉષ્મા સ્વરૂપે વ્યય પામે છે. આકૃતિ 13 ત્રણ પોષી-કક્ષાઓમાં થતા ઊર્જાપ્રવાહનો અત્યંત સરળ નમૂનો દર્શાવે છે. તેના પરથી પ્રતિપાદિત થાય છે કે પ્રત્યેક પોષી-કક્ષાએ ઊર્જાપ્રવાહમાં પુષ્કળ ઘટાડો થાય છે. પ્રત્યેક કક્ષાએ થતા ઊર્જાના વહન દરમિયાન મોટાભાગની ઊર્જા ઉષ્મા કે અન્ય સ્વરૂપે વ્યય પામે છે. આમ, કુલ ઊર્જાપ્રવાહ (અંતર્વાહ પામતી કુલ ઊર્જા અને કુલ સ્વાંગીકરણ) કે દ્વિતીયક ઉત્પાદન અને શ્વસનના સંદર્ભમાં ઊર્જાપ્રવાહમાં ક્રમશ: ઘટાડો થાય છે.

લીલી વનસ્પતિઓ પર પડતી કુલ 3000 કિ.કૅ. સૌર ઊર્જા પૈકી લગભગ 50 % (1500 કિ.કૅ.) ઊર્જાનું શોષણ થાય છે અને તેના 1 % (15 કિ.કૅ.) ઊર્જા પ્રથમ પોષીકક્ષાએ રૂપાંતર પામે છે. ચોખ્ખું પ્રાથમિક ઉત્પાદન માત્ર 15 કિકૅ. જેટલું જ થાય છે. દ્વિતીય ઉત્પાદન (આકૃતિમાં P₂ અને P₃) વનસ્પતિ-આહારી અને માંસાહારી કક્ષાએ લગભગ 10 % જેટલું થાય છે. જોકે માંસાહારી કક્ષાએ કેટલીક વાર આ ક્ષમતા 20 % (P₃ = 0.3 કિ.કૅ.) જેટલી થવા જાય છે. પોષણકડી જેમ વધારે ટૂંકી તેમ પ્રાપ્ય ઊર્જા વધારે પ્રમાણમાં મળે છે અને જેમ તે વધારે લાંબી તેમ પ્રાપ્ય ઊર્જામાં વધારે ઘટાડો થાય છે.

આકૃતિ 13માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે પ્રત્યેક ક્રમિક પોષી-કક્ષાએ જૈવભારમાં પણ તેને અનુરૂપ ઘટાડો થાય છે; પરંતુ તેથી જૈવભાર અને ઊર્જાનો કોઈ સંબંધ બાંધી શકાતો નથી. આ સંબંધો પરિસ્થિતિ મુજબ બદલાઈ શકે છે; દા. ત., એક ગ્રામ (ઓછો જૈવભાર) લીલ વૃક્ષનાં પર્ણોના અનેક ગ્રામ(વધારે જૈવભાર)ની સમકક્ષ હોઈ શકે; કેમ કે પર્ણો કરતાં લીલ દ્વારા વિકિરણ ઊર્જાના કાર્બોદિતોના સ્વરૂપમાં થતા સ્થાપન(ઉત્પાદન)નો દર ઊંચો હોય છે. આમ, આ સંદર્ભમાં વધારે જૈવભાર ધરાવતું સજીવ વધારે ઉત્પાદક ન પણ હોઈ શકે.

Y – આકારના ઊર્જાપ્રવાહના નમૂના : એચ. ટી. ઓડમે (1956) આપેલો ઊર્જાપ્રવાહનો નમૂનો આકૃતિ 14માં દર્શાવાયો છે.

આકૃતિ 15માં બે Y આકારના અથવા દ્વિમાર્ગી ઊર્જાપ્રવાહના નમૂનાઓ આપવામાં આવ્યા છે. પ્રત્યેક Y આકારના નમૂનામાં એક ભુજા વનસ્પતિઆહારી-પોષણકડી અને બીજી ભુજા નિક્ષેપ-પોષણકડી દર્શાવે છે. પ્રત્યેક નમૂનામાં ચરાણ અને નિક્ષેપ-પોષણકડીઓ સ્પષ્ટપણે અલગ પાડવામાં આવી છે. આ આકૃતિ જૈવભાર અને ઊર્જાપ્રવાહના સંબંધોની દૃષ્ટિએ દરિયા અને વનનાં નિવસનતંત્રો માટે તફાવત દર્શાવે છે. દરિયાઈ અખાતમાં ચરાણ-પોષણકડી નિક્ષેપ-પોષણકડી કરતાં મોટી હોય છે; જ્યારે વનમાં તેનાથી ઊલટી સ્થિતિ હોય છે, તેમાં ચોખ્ખા પ્રાથમિક ઉત્પાદનનો 90 % કે તેથી વધારે ભાગ નિક્ષેપ-પોષણકડી દ્વારા વપરાય છે. આમ, દરિયાઈ નિવસનતંત્રમાં ચરાણ-પોષણકડી ઊર્જાપ્રવાહનો મુખ્ય પથ છે; જ્યારે વનમાં નિક્ષેપ-પોષણકડી વધારે મહત્વની છે. ચરાણ-પોષણકડીમાં વનસ્પતિ-આહારીઓ જીવંત વનસ્પતિઓનો ખોરાક તરીકે ઉપયોગ કરે છે; તેથી તેઓ વનસ્પતિ-વસ્તીઓ પર સીધી અસર કરે છે. ખોરાક તરીકે ઉપયોગમાં નહિ લેવાયેલી વનસ્પતિઓ તેમના મૃત્યુ બાદ અવઘટકોને પ્રાપ્ય બને છે. આમ, અવઘટકો તેમના (વનસ્પતિ-આહારીઓના) ખોરાકના પુરવઠાના દર પર સીધી અસર કરી શકતા નથી; પરંતુ આ તફાવત જલજ અને ભૌમિક તંત્રો માટે હંમેશ માટે સ્વાભાવિક હોતો નથી. પુષ્કળ પ્રમાણમાં ચરાઈ થયેલ તૃણભૂમિમાં 50 % કે તેથી વધારે ચોખ્ખું ઉત્પાદન ચરણપથ (grazing path) તરફ જાય છે; જ્યારે છીછરા પાણીનાં અને પૂર્ણવિકસિત વનનાં નિવસનતંત્રોમાં મોટેભાગે નિક્ષેપતંત્રો કાર્ય કરે છે. વનસ્પતિ-આહારીઓ દ્વારા અંતર્ગૃહીત થતા બધા જ ખોરાકનું પરિપાચન (assimilation) નહિ થતું હોવાથી મળમાં રહેલા અપાચિત દ્રવ્ય જેવો કેટલોક ભાગ નિક્ષેપ-પથ તરફ વળે છે.

આમ, જૈવ સમાજ પર વનસ્પતિઆહારીઓના પ્રભાવનો આધાર જીવંત વનસ્પતિદ્રવ્યના નિકાલ(removal)ના દર અને પરિપાચિત દ્રવ્ય દ્વારા પ્રાપ્ય ઊર્જાના જથ્થા પર રહેલો છે. દરિયાઈ પ્રાણીપ્લવકો સામાન્યત: પરિપાચનના પ્રમાણમાં વનસ્પતિપ્લવકોનું પુષ્કળ પ્રમાણમાં ભક્ષણ કરે છે. વધારાનો આ ભાગ-પોષણકડીમાં ઉત્સર્જન પામે છે. આ નમૂનો દર્શાવે છે કે કુદરતી સ્થિતિમાં આ બંને પોષણકડીઓને એકબીજીથી અલગ કરી શકાતી નથી. Y – આકારનો આ નમૂનો એક-ચૅનલ નમૂના કરતાં વધારે યથાર્થ હોય છે; કારણ કે (1) તે નિવસનતંત્રના મૂળભૂત સ્તરિત (stratified) બંધારણને સમર્થન આપે છે, (2) તે ચરાણ અને નિક્ષેપ-પોષણ-કડીઓને સમય અને સ્થાનના સંદર્ભમાં અલગ કરે છે અને (3) સૂક્ષ્મ ઉપભોક્તાઓ[શોષક (absorptive) બૅક્ટેરિયા અને ફૂગ] અને મહા-ઉપભોક્તાઓ[ભક્ષપોષિત (phagotrophic) પ્રાણીઓ]ના ચયાપચયના દરને અનુલક્ષીને ખૂબ મોટો તફાવત દર્શાવે છે.

ઈ. પી. ઓડમે (1983) ‘Y’ આકારનો અથવા દ્વિચૅનલ ઊર્જાપ્રવાહનો નમૂનો આપ્યો; જે ભૌમિક અને જલજ નિવસનતંત્રને લાગુ પાડી શકાય છે.

આકૃતિ 17 સાર્વત્રિક (universal) નમૂનો અભિવ્યક્ત કરે છે. તેમાં કોઈ પણ જૈવિક ઘટક  વનસ્પતિ, પ્રાણી, સૂક્ષ્મ જીવ અથવા વ્યક્તિ કે વસ્તી અથવા પોષી-કક્ષા દર્શાવી શકાય છે. (ઈ. પી. ઓડમ, 1968). આકૃતિ – તે ઘટકનું જીવંત બંધારણ કે જૈવભાર સૂચવે છે. અંતર્વાહ પામતી કુલ ઊર્જા ‘I’ તરીકે દર્શાવાઈ છે; તે સ્વપોષીઓ માટે પ્રકાશ અને વિષમપોષીઓ માટે કાર્બનિક પોષક તત્વો છે. આ સાર્વત્રિક નમૂનાનો બે રીતે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે : (1) તે કોઈ નિશ્ચિત જાતિની વસ્તી રજૂ કરી શકે છે. આ ઉદાહરણમાં ઊર્જાનો યોગ્ય અંતર્વાહ અને અન્ય જાતિઓ સાથેની કડીઓ (links) રૂઢ (conventional) જાતિ-અભિવિન્યસ્ત (species – oriented) પોષણજાળના આરેખ (diagram) દ્વારા આપવામાં આવે છે; (2) આ નમૂનો ઊર્જાની વિભિન્ન કક્ષા દર્શાવી શકે છે. આ કિસ્સામાં જૈવભાર અને ઊર્જાની ચૅનલો દ્વારા એક જ ઊર્જાસ્રોત મેળવતી ઘણી વસ્તીઓને સમગ્રપણે કે તેના ભાગોને રજૂ કરી શકાય છે; દા. ત., શિયાળ સામાન્ય રીતે તેના ખોરાકનો કેટલોક ભાગ વનસ્પતિ(ફળ વગેરે)નું ભક્ષણ કરીને અને કેટલોક ભાગ સસલાં અને ઉંદર જેવાં વનસ્પતિ-આહારીઓનું ભક્ષણ કરીને મેળવે છે. અંત:ર્વસ્તી (intrapopulation) ઊર્જાવિજ્ઞાન શોધવા માટે શિયાળની સમગ્ર વસ્તીને દર્શાવવા એક પેટીના આરેખનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. જ્યારે એક વસ્તીનું  બે કે તેથી વધારે પોષી-કક્ષાએ વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓના ભક્ષણના પ્રમાણમાં ચયાપચયને અલગ પાડવા આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ બે કે તેથી વધારે પેટીઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. જોકે કુદરતમાં ખરેખર તો પોષણજાળની જટિલતા મુજબ બહુચૅનલ (multichannel) ઊર્જાપ્રવાહ કાર્ય કરે છે.

નિર્જીવ ઘટકોનું ચક્રીય ભ્રમણ : જીવરસના અત્યંત અગત્યના મૂળઘટકો તરીકે કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ઑક્સિજન અને નાઇટ્રોજન આવેલા છે. જીવરસનું આશરે 90 % જેટલું વજન આ તત્વોને આભારી છે. ફૉસ્ફરસ (1.1 %) અને સલ્ફર (0.25 %) પણ અગત્યના ઘટકો છે. ઉપરાંત મોટાભાગનાં સજીવોમાં કૅલ્શિયમ, પોટૅશિયમ, સોડિયમ, ફૉસ્ફરસ અને ક્લોરિન હોય છે. મોટાભાગનાં આ ખનિજ તત્ત્વો એક યા બીજા સ્વરૂપમાં નિવસનતંત્રમાં ચક્રીય ભ્રમણ કરતાં હોય છે.

કેટલાક અગત્યના નિર્જીવ ઘટકોનું થતું ચક્રણ :

1 પાણી (H₂O) : આશરે 70 % જેટલો જીવરસ પાણીનો બનેલો છે. જલજ સજીવો સહેલાઈથી પાણી મેળવતાં હોય છે. ભૌમિક વનસ્પતિ-સૃષ્ટિના સભ્યો, જમીનમાં રહેલ પાણીનું શોષણ મૂળ વાટે કરતા હોય છે. જો વરસાદનું પ્રમાણ ઘટે તો જમીન શુષ્ક બને છે અને તેની અસર વનસ્પતિની વૃદ્ધિ પર થાય છે. ભૌમિક વનસ્પતિની ઘણી જાતિની વિપુલતા અને વિતરણ પાણીની ઉપલબ્ધિ પર આધાર રાખે છે.

વરસાદ, હિમવર્ષા અને બરફ દ્વારા જમીનને પાણી મળે છે. બાષ્પીભવનને લીધે મોટાભાગનું પાણી વાતાવરણમાં ભળે છે. ઉષ્ણકટિબંધ પ્રદેશોમાં બાષ્પીભવનનું પ્રમાણ ઘણું ઊંચું હોય છે. તેની અસર હેઠળ વરસાદનું પ્રમાણ વિપુલ હોવા છતાં, કેટલાંક વૃક્ષોની વૃદ્ધિ પ્રમાણસર હોતી નથી; જ્યારે સમશીતોષ્ણ પ્રદેશમાં બાષ્પીભવનનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે. તેથી આ પ્રદેશનો ઓછો વરસાદ પણ વનસ્પતિની વૃદ્ધિ માટે વધુ અસરકારક નીવડે છે.

વનસ્પતિએ પ્રાપ્ત કરેલા પાણી પૈકી ઘણુંખરું પાણી બાષ્પોત્સર્જન (transpiration) દ્વારા વનસ્પતિ-દેહમાંથી નીકળી જાય છે. પ્રાણીસૃષ્ટિના સભ્યો પણ ઉત્સર્જનની પ્રક્રિયા દ્વારા ઘણું પાણી ગુમાવે છે.

નિવસનતંત્રમાં પાણીનાં બે ચક્રો આવેલાં છે. તેમાંનું એક સજીવ સૃષ્ટિમાંથી પસાર થાય છે; બીજું ચક્ર સજીવસૃષ્ટિના સંપર્કમાં આવતું નથી.

કાર્બન–ચક્ર : સજીવસૃષ્ટિના અગત્યના બંધારણાત્મક અને કાર્યાત્મક ઘટકો તરીકે જટિલ કાર્બનિક સંયોજનો આવેલાં હોય છે. વનસ્પતિ પર્યાવરણમાં રહેલ કાર્બન-ડાયૉક્સાઇડ વાયુનું શોષણ કરે છે અને પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન તેના સ્થિરીકરણ(fixation)થી કાર્બનિક સંયોજનોનું સંશ્લેષણ કરે છે. પ્રાણીસૃષ્ટિના સભ્યો પ્રત્યક્ષ કે પરોક્ષ રીતે વનસ્પત્યાહારનું ગ્રહણ કરીને કાર્બનિક સંયોજનો મેળવે છે. શ્વસનપ્રક્રિયા દરમિયાન સજીવો કાર્બન-ડાયૉક્સાઇડ છોડે છે, જે પર્યાવરણમાં ભળે છે. ઉત્સર્ગદ્રવ્યોના ત્યાગને લીધે અને મૃત પેશીના કોહવાટથી પણ કાર્બન સાદા સ્વરૂપમાં પર્યાવરણમાં ભળી જાય છે.

નાઇટ્રૉજન–ચક્ર : જીવરસમાં આવેલાં પ્રોટીનો અને ન્યૂક્લિક ઍસિડો નાઇટ્રૉજનયુક્ત કાર્બનિક પદાર્થો છે. નાઇટ્રૉજનનું પરિભ્રમણ જટિલ સ્વરૂપનું હોય છે અને તેમાં એક કરતાં વધુ ચક્રો સંકળાયેલાં હોય છે.

1. મૃત શરીરોમાં આવેલા નાઇટ્રોજનને અવઘટકો એમોનિયા જેવા સાદા સ્વરૂપમાં ફેરવે છે. એમોનિયા જલદ્રાવ્ય હોવાથી ઉત્પાદકો તેને મૂળ વાટે મેળવે છે અને જૈવિક અણુઓમાં ફેરવે છે. ખોરાકના ગ્રહણથી નાઇટ્રોજન-સંયોજનો પ્રાણીશરીરમાં પ્રવેશે છે. સજીવોના મૃત્યુ બાદ વિઘટનથી તેઓ ફરીથી એમોનિયામાં ફેરવાય છે.

2. જમીનમાં થતા બૅક્ટેરિયાના બે સમૂહો એમોનિયાને નાઇટ્રાઇટ અને નાઇટ્રેટોમાં ફેરવે છે. આ પ્રક્રિયામાં ઑક્સિજન અગત્યનો છે. ઑક્સિજનના અભાવમાં આ પ્રક્રિયા થતી નથી. મોટાભાગની વનસ્પતિ નાઇટ્રાઇટનો ઉપયોગ કરી શકતી નથી, જ્યારે નાઇટ્રેટને સંકીર્ણ સ્વરૂપમાં ફેરવી શકે છે.

જો જમીનમાં નાઇટ્રાઇટ અને નાઇટ્રેટોનું પ્રમાણ વધે તો ડિનાઇટ્રિફાઇંગ બૅક્ટેરિયા તેને નાઇટ્રૉજન વાયુમાં ફેરવે છે અને તે વાતાવરણમાં ભળે છે.

નાઇટ્રૉજન સ્થિરક બૅક્ટેરિયા નાઇટ્રૉજન વાયુને નાઇટ્રેટમાં ફેરવે છે; જે ફરીથી નાઇટ્રૉજન-ચક્રમાં પ્રવેશે છે. આમાંનાં કેટલાંક બૅક્ટેરિયા સ્વતંત્ર જીવન પસાર કરતાં હોય છે, જ્યારે અન્ય બૅક્ટેરિયા શિંબી (leguminous) વનસ્પતિના મૂળમાં આવેલી ગંડિકાઓ(nodules)માં વાસ કરે છે. સાયનોબૅક્ટેરિયા પણ નાઇટ્રૉજનનું સ્થિરીકરણ કરે છે.

કૅલ્શિયમ–ચક્ર : મોટાભાગના સજીવોમાં કૅલ્શિયમ એક અગત્યનું ઘટક છે. પ્રાણીઓનાં હાડકાંમાં, કવચોમાં અને અન્ય ભાગોમાં તે મુખ્યત્વે કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટના સ્વરૂપમાં આવેલું હોય છે. વનસ્પતિની કોષદીવાલમાં પણ તે અગત્યનું ઘટક છે. સ્નાયુસંકોચન કે રુધિરની જમાવટ જેવી દેહધાર્મિક ક્રિયાઓમાં પણ તે અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. મૃતપેશી પાંદડાં અને હાડકાં જેવા સ્વરૂપમાં તેનો સંચય જમીનમાં કે જળાશયોના તળિયે થાય છે. ત્યાં તે CO₃ – કે HCO₃ – સાથે પ્રક્રિયા કરી કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટ કે કૅલ્શિયમ બાયકાર્બોનેટ સ્વરૂપમાં મુક્ત થાય છે. આ જલદ્રાવ્ય સંયોજનો તે વનસ્પતિ મૂળ વાટે અને પ્રાણીઓ ખોરાક દ્વારા ગ્રહણ કરે છે.

સલ્ફર–ચક્ર : સિસ્ટીન, સિસ્ટાઇન અને મિથિયોનીન ઍમિનોઍસિડોમાં સલ્ફર હોય છે. વનસ્પતિ મૂળ દ્વારા સલ્ફરને દ્રાવ્ય સલ્ફેટના સ્વરૂપમાં શોષે છે અને તેના ઉપયોગથી સલ્ફરયુક્ત ઍમિનોઍસિડો બનાવે છે. સજીવોના વિઘટનથી સલ્ફર વાયુના સ્વરૂપમાં હાઇડ્રૉજન સલ્ફાઇડ (H₂S) તરીકે અને સલ્ફેટના (SO₄) સ્વરૂપમાં તે જમીનમાં કે પાણીમાં પ્રવેશે છે. સલ્ફર-ચક્રમાં બે વિશિષ્ટ બૅક્ટેરિયા અનુક્રમે H₂S ને SO₄ નાં સંયોજનોમાં અને SO₄ ને H₂Sમાં ફેરવે છે. અમુક સમય બાદ H₂Sનું રૂપાંતર અન્ય સયોજનોમાં થાય છે, જેનો સ્વીકાર વનસ્પતિ કરે છે.

ફૉસ્ફરસ–ચક્ર : ન્યૂક્લિક ઍસિડ, ફૉસ્ફૉલિપડક અને ATP તથા ક્રિએટીન ફૉસ્ફેટ જેવાં ઉચ્ચ કાર્યશક્તિક બંધનો ધરાવતાં સંયોજનોમાં તે એક અગત્યનું ઘટક છે. મૃત વનસ્પતિ અને પ્રાણીપેશીનું વિઘટન કરીને અવઘટકો તેને દ્રાવ્ય ફૉસ્ફેટોમાં ફેરવે છે. વનસ્પતિ મૂળ વાટે ફૉસ્ફેટોનું શોષણ કરે છે, જ્યારે ખોરાક તરીકે પ્રાણીઓ વનસ્પતિજન્ય ફૉસ્ફેટોનો સ્વીકાર કરે છે.

નિવસનતંત્ર અને માનવસમાજ : નિવસનતંત્રના ભાગ રૂપે જૈવ સમાજના અન્ય ઘટકોની જેમ આદિમાનવ પણ જીવન ગુજારતો હતો અને પર્યાવરણના પ્રભુત્વને અધીન પોતાનો જીવનવ્યવહાર ગોઠવતો હતો. કાળક્રમે તે અગ્નિમાં રહેલ કાર્યશક્તિથી પરિચિત થયો અને અગ્નિના ઉપયોગથી રાંધતાં અને ઠંડી અને હિંસક પ્રાણીઓથી રક્ષણ મેળવતાં શીખ્યો. સમય જતાં તે અગ્નિના ઉપયોગથી વનસ્પતિનો નાશ કરતો થઈ ગયો. અલબત્ત, માનવની આ પ્રવૃત્તિ ખેતીવાડી તેમજ પોતાના માટે આવાસ અને પાલતુ પ્રાણીઓનાં પોષણ અને રક્ષણ પૂરતી મર્યાદિત હતી. માનવસંખ્યા પણ સાવ ઓછી હતી. ઈ. સ. 1830માં આ વસ્તી માત્ર 100 કરોડ જેટલી હતી. પછી તે સંખ્યા 500 કરોડ વટાવીને ઝડપથી આગળ વધી રહી છે.

આમ તો અન્ય સજીવોની જેમ માનવીનું જીવન પણ કાર્યશક્તિનો પ્રવાહ જૈવ-ભૂ-રાસાયણિક ચક્રને લગતા મૂળભૂત અને કુદરતી નિયમોને અધીન અને અનુરૂપ હોય તે ઇચ્છનીય છે; પરંતુ માનવી પોતાની બુદ્ધિ વડે પર્યાવરણમાં યોગ્ય ફેરફારો કરી પોતાની પ્રગતિ સાધી શકે છે. સાથે સાથે તેના ઉપનિગમન (corollary) તરીકે એમ પણ કહી શકાય કે તે પર્યાવરણની ગુણવત્તા અને ઉત્પાદકતાને ક્ષતિ પહોંચાડી શકે છે.

માનવ-પ્રગતિનું નબળું પાસું પ્રદૂષિત પર્યાવરણ છે. ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા કચરાના યોગ્ય નિકાલના અભાવમાં નિવસનતંત્રમાં ઝેરી પદાર્થોનું પ્રમાણ વધી રહ્યું છે. વળી, રાસાયણિક ઉદ્યોગો અને શીઘ્રગતિક વાહનોના સંચાલન માટે જીવાશ્મ ઇંધનો(fossil fuels)નો વધુ પડતો ઉપયોગ થઈ રહ્યો છે. પરિણામે હવામાં કાર્બનમૉનૉક્સાઇડ, નાઇટ્રોજનના ઑક્સાઇડો, સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ અને હાઇડ્રૉકાર્બન જેવાં પ્રદૂષકોનું પ્રમાણ વધી રહ્યું છે, જે જૈવ સમાજ માટે ઘાતક નીવડે છે. ખેતીવ્યવસાયમાં વપરાતાં જંતુનાશકો (pesticides) અને કૃત્રિમ ખાતરને લીધે પણ આબોહવામાં જીવલેણ રસાયણો પ્રસરે છે. કોઈ પણ નિવસનતંત્રના વિકાસમાં અને તેના સ્થાપનમાં લાખો વર્ષોનો સમય વીતે છે; પરંતુ માનવ-પ્રભુત્વની વિપરીત અસર હેઠળ શીઘ્રગતિએ આ તંત્ર વિનાશના પંથે ધકેલાઈ રહ્યું છે તેનું ઉદાહરણ ગીરનું જંગલ છે.

માનવ–હસ્તક્ષેપની ગીરના જંગલ પર અસર : માનવ દ્વારા થતા સિંહના શિકારને લીધે 1913માં ગીરના જંગલમાં સિંહોની સંખ્યા સાવ ઘટીને 13 જેટલી થઈ, ત્યારે તે વખતના જૂનાગઢના નવાબ ચોંકી ઊઠ્યા અને સિંહોને પૂરતું રક્ષણ આપવાનો નિર્ધાર વ્યક્ત કર્યો. સ્વતંત્રતા બાદ ગીરના જંગલને ‘અભયારણ્ય’ તરીકે જાહેર કરવામાં આવ્યું અને સિંહના શિકાર પર પ્રતિબંધ મૂકવામાં આવ્યો. તે સમયે 170 સિંહ હતા.

આ સમય દરમિયાન આશરે 3,000 જેટલા અર્ધયાયાવર (semi- nomads) માલધારીઓ આ જંગલમાં વસતા હતા. તેમનાં પાલતુ ઢોર જંગલમાં ઊગતા ઘાસ પર આધારિત હતાં. સિંહોના ખોરાક-સમાં હરણ, સાબર, જંગલી ભુંડ વગેરે પણ ઘાસ ચરીને જીવન ગુજારતાં હતાં. પરિણામે અપૂરતા પ્રમાણમાં મળતા ઘાસને લીધે. સિંહનાં કુદરતી ભક્ષ્યોની સંખ્યામાં ઘટાડો થવા માંડ્યો અને રક્ષણ આપવા છતાં સિંહોની સંખ્યા ઘટવા માંડી. તે વખતે ગીરના જંગલમાં આશરે 6,000 જેટલાં હરણ, સાબર, જંગલી ભુંડ જેવાં પ્રાણીઓ વસતાં હતાં. પરિણામે સિંહો ખોરાક  માટે હવે પાલતુ ઢોરોનો શિકાર કરવા માંડ્યા. તે વખતે કરેલા સર્વેક્ષણ પ્રમાણે ઢોરના આશરે 330 જેટલા મૃતદેહો જંગલમાં મળી આવ્યા હતા, પરંતુ સિંહોએ માત્ર 20 % જેટલા જ મૃતદેહોનો ઉપયોગ ખોરાક માટે કર્યો હતો, કારણ કે ચામડી ભેગી કરનારાઓ સિંહોને ભગાડી ચામડી ભેગી કરતા હતા. તેથી સિંહોને ભૂખ્યા રહેવું પડતું હતું અને ખોરાક માટે અન્ય સિંહો સાથે સ્પર્ધામાં ઊતરવું પડતું હતું.

આ મુશ્કેલી ટાળવા ગુજરાતના જંગલ-વિભાગે ગીરના 260 ચોકિમી. જેટલા જંગલને સુરક્ષિત રાષ્ટ્રીય ઉદ્યાન તરીકે જાહેર કર્યું. સમય જતાં આ ક્ષેત્રનો વિસ્તાર 1,412 ચોકિમી. જેટલો વધારવામાં આવ્યો છે. આ ક્ષેત્રમાં ઢોરોના પ્રવેશને અટકાવવા ચારે બાજુએ વાડ બાંધવામાં આવી છે. આજે ઘાસ ચરનાર હરણ, સાબર જેવાં જાનવરોની સંખ્યા 40,000 જેટલી થઈ છે. હાલમાં સિંહો ખોરાક માટે મુખ્યત્વે ચિત્તલનું ભક્ષણ કરે છે. હાલમાં સિંહોની સંખ્યા 300 જેટલી થઈ છે.

મધ્યજીવ (mesozoic) કલ્પ (era) દરમિયાન મહાકાય સરીસૃપો(dinosaurs)એ પૃથ્વી પર પોતાનું પ્રભુત્વ આશરે 15 કરોડ વર્ષો સુધી જાળવી રાખ્યું હતું; પરંતુ ત્યારબાદ તેઓ પૃથ્વી પર બદલાતી પર્યાવરણિક પરિસ્થિતિનો સામનો સફળતાપૂર્વક ન કરી શક્યાં અને મધ્યજીવ કલ્પના અંતે તેઓ સાવ લોપ પામ્યાં. હાલમાં માનવીએ પોતાનું પ્રભુત્વ પૃથ્વી પર જમાવ્યું છે. પોતાની જરૂરિયાતો અને મહત્વાકાંક્ષાને સંતોષવા તે નિવસનતંત્રમાં જાતજાતનાં વિનાશક પરિબળોનો ઉમેરો કરી રહ્યો છે. આવા સંજોગોમાં માનવીનું પૃથ્વી પરનું અસ્તિત્વ પણ જોખમમાં છે.

મ. શિ. દૂબળે

બળદેવભાઈ પટેલ

ભૈરવી મણિયાર